RU23177U1 - Устройство для термохимической обработки нефтяного пласта - Google Patents

Description

Устройство для термохимической обработки иефтяного пласта

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для термохимической обработки нефтяного пласта, которые могут быть использованы для возобновления работы новых и заброшенных нефтяных скважин или для активации скважин, продуктивность которых снижена из-за парафино-и асфальтосмолистых отложений, нарушающих связь скважины с флюидонесушим пластом.

Известно устройство для обработки нефтяного пласта, описанное в патенте RU 2168008 С2, Е 21 В 43/25, 10.03.2001. Устройство содержит колонну насосно-компрессорных труб (НКТ), во внутреннее пространство которой заливают горюче-окислительный состав (ГОС) и опускают в обсадную трубу, перфорированную на определенном интервале. В ГОС опускают скважинный нагреватель на уровень не вьппе интервала перфорашш посредством троса и содержащий состав для шпщиирования ГОС. Скважинный нагреватель содержит полый щшиндрический корпус с верхней и нижней съемными крышками и установленным в нем нагревательным элементом, токоввод, подключенный к источнику питания и выполненный в виде герметизированного кабельного электроразъема, при этом корпус снабжен пггангой, установленной одним концом на верхней крышке и размещенной вдоль оси корпуса, жестко закрепленным на штанге верхним кольцевым упором, топливным элементом, размещенным вокруг штанги, нижним кольцевым упором, установленным с возможностью его перемещения вдоль штанги с помощью прижимной гайки, а нагревательный элемент установлен в нижней части топливного элемента с возможностью плотного конгакта с ним.

at126778

шррр риррр

E 21 в 43/25

Известное устройство работает следующим образом. В скважину, оборудованную обсадной трубой, перфорированную на интервале, онускают колонну НКТ, загружают в интервал нерфорации ГОС, например из смеси селитры и древесного угля, затем в ГОС онускают на тросе скважинный нагреватель, который предварительно приводят в рабочее состояние. Для этого в корпус нагревателя помещают топливный элемент - инициатор горения ГОС, в качестве которого используют железоалюминиевый термит с инертной добавкой - оксида алюминия, на топливном элементе размещают нагревательный элемент и плотно прижимают его нижним кольцевым упором с прижимной гайкой к верхнему упору. Включают источник питания и через кабельный электроразъем и проводники подают напряжение на электроды нагревательного элемента. После этого кабельный электроразъем может быть отсоединен и скважинный нагреватель опускают на тросе в пространство НКТ, где находится ГОС, на глубину не выще верхнего уровня интервала перфорации и осуществляют инициирование ГОС с помощью разогретого скважинного нагревателя.

В результате термохимической реакции ГОС темнература в прискважинной зоне повышается до 300-700°С., при этом происходит удаление асфальтосмолистьЕх отложений, в породах прискважиной зоны развиваются дополнительные микротрещины, увеличивается нористость пород, что приводит к восстановлению гидродинамической связи скважины с нефтеносным пластом. После окончания реакции горения смеси проводят дополнительную обработку прискважинной зоны раствором селитры и инициированию ее окислительной реакции для увеличения интенсивности притока флюида в скважину.

При отсутствии заметного увеличения продуктивности скважины процесс обработки повторяют.

нагревателя, а введение его с помощью троса в пространство НКТ, где расположен ГОС, часто приводит к аварийной ситуации. Необходимая дополнительная обработка скважины также усложняет процесс обработки и ограничивает его возможности.

Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является устройство для обработки скважин, содержащее спускаемую в скважину основную трубу, обеспечивающую воздействие на призабойную зону пласта, путем закачки через нее в скважину двух реагентов, в результате химической реакщ1и между которымив зоне обработки пласта происходит обильное газовыделение и повышение температуры, при этом труба имеет ограниченную длину, обеспечивающую ее спуск в скважину на каротажном кабеле и разделена по всей длине на два вертикальных отсека, заполняемые реагентами, причем объемы отсеков пропорциональны объемам реагентов, вступаюпрсс в реакцию, и каждый отсек имеет в нижней части рабочий клапан, соединенный каналом со смесителем, который размещен в пенной камере, имеющей выходное отверстие,перекрытое клапаном - вибратором,

обеспечивающем открытие выходного отверстия с заданной частотой, в верхней части колонны труб размещен отсек генерации давления с управляемым клапаном или медленно горяпщй заряд пороха с элекгровоспламенителем (RU 2148162 С1, Е 21 В 43/25, 27.04.2000).

Известное устройство работает следуюпщм образом.

Трубу подвешивают на устье скважины с помощью элеватора. При этом все клапаны трубы закрыты. Заливают в один из отсеков химический реагент концентрированный раствор двууглекислого аммония, а в другой отсек концентрированный 36% раствор соляной кислоты. Закрывают клапан, герметизируют верхний конец трубы и на каротажном кабеле спускают ее в скважину через обсадную трубу. Останавливают трубу в интервале

Продуктивного пласта так, чтобы выходное отверстие находилось против обрабатываемого интервала фильтра.

Подают импульс тока по кабелю на открытие управляемого клапана. Последний открывается и кислота из отсека начинает изливаться в другой отсек, где находится раствор двууглекислого аммония. При этом происходит химическая реакция с выделением зтлекислого газа. За счет расширения газа во внутренней полости трубы создается избыточное давление, которое превышает давление в стволе скважины. В том случае, если вместо отсека генерации давления используется медленно горящий заряд пороха с электровоспламенителем, то при подаче импульса тока заряд загорается и выделяющийся газ создает избыточное давление, необходимое для выдавливания реагентов из трубы. Под воздействием избыточного клапаны от1фываются и реагенты по каналам начинают поступать в смеситель, при этом происходит химическая реакция с выделением газообразного углекислого газа, что приводит к образованию пены, которая заполняет пенную камеру и изливается через выходное отверстие в ствол скважины. Под давлением изливающейся из отверстия струи приводится в действие клапан-вибратор, который закрывает и открывает выходное отверстие с заданной частотой. В результате создаются гидроимпульсы, воздействующие на пласт, под воздействием которых происходит расширение микротрепцш и пор пласта, пена из ствола скважины проникает в пласт. В пласте происходит также взаимодействие не вступившей в реакцию в смесителе кислоты со скелетом и кольматируюпщми частицами пласта. В конечном итоге повышается производительность скважины.

Для сложных скважин обработку проводят повторно.

Недостатком известного устройства является его ограниченное применение для обработки сложных, сильно закольматированных скважин. Наличие кабеля цдя спуска НКТ может приводить к нештатным ситуациям, осложняет и снижает

безопасность процесса. Но самый сущестаенный недостаток состоит в том, что устройство практически не пригодно для термохимической обработки нефтяных пластов с использованием энергоемких составов ГОС и инициаторов.

Технической задачей полезной модели является создание нового типа устройства, позволяющего безопасно проводить термохимическую обработку нефтяного пласта любой категории сложности и глубины залегания.

Другой задачей является упрощение устройства и повышение его эффективности и безопасности при использовании.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для термохимической обработки нефтяного пласта, содержит спускаемую в скважину через обсадную трубу колонну насосно-компрессорных труб (НКТ), обеспечивающую воздействие на обрабатываемую зону пласта путем закачки через нее в обрабатываемую зону пласта двух реагентов, разделенных в трубе между собой горизонтальными отсеками, в результате химической реакции между которыми происходит обильное газовыделение и повышение температуры в зоне обработки, приводящее к очистке пласта, при этом труба, имеющая скошенный конец, разделена по крайней мере на три горизонтальных отсека, первый из которых предназначен для одного из реагентов - горюче-окислительного состава, второй - для буферной жидкости, третий - для второго реагента инициатора горения, при этом каждый из отсеков отделен друг от друга герметизирующими пробками, в верхней части третьего отсека, над герметизирующей пробкой установлен срезной штифт, а в нижней части труба содержит обратный клапан, связанный со срезным штифтом и прилегающей к нему герметизирующей пробкой.

Дополнительно устройство может содержать пакер, установленный между обсадной и насосно-компрессорной трубой.

Устройство для обработки нефтяного пласта, содержит насоснокомпрессорную трубу 1, имеющую скошенный конец 2, труба разделена но крайней мере на три горизонтальных отсека, нервый из которых 3 нредназначен для заполнения его объема одним из реагентов - горюче-окислительного состава, второй 4 - для буферной жидкости, третий 5 - для второго реагента инициатора горения, при этом каждый из отсеков отделен друг от друга герметизирующими пробками 6, 7, 8 и 9, в верхней части третьего отсека 5, над герметизирующей пробкой 9 установлен срезной щтифт 10, а в нижней части труба содержит обратный клапан 11, связанный со срезным штифтом 12 и с прилегающей к нему герметизирз ющей пробкой 6.

Дополнительно устройство может содержать пакер 13, установленный между обсадной 14 и насосно-компрессорной трубой 1..

Устройство работает следующим образом. Устройство собирают на земле, а затем опускают через обсадную трубу 14 в зону обработки пласта (призабойную зону, в зону пласта - зумпфу и т.д.).

В свободный объем колонн насосно-компрессорной трубы 1 сверху под давлением подают насосом (на рисунке не показан) продавочную жидкость, которая, срывает срезной пггифт 10, надавливает на герметизирующую пробку 9, при этом инициатор горения из отсека 5, давит на герметизирующую пробку 8, продвигает вниз буфер, находящийся в отсеке 7, под напором горючеокислительный состав, находящийся в отсеке 3, продавливая герметизирующую пробку 6, срывает срезной клапан 12 и через обратный клапан 11 попадает в зону обработки пласта, затем в обрабатываемую зону через буфер в объем ГОС попадает инициатор горения ГОС. При такой работе устройства ГОС поступает в обрабатываемую зону нефтяного пласта ранее инициатора.

Для обработки нефтяного пласта с применением заявленного устройства были использованы следуюпще реагенты. Жидкий ГОС, имеюпщй состав компонентов в мас.%: мочевина 20; азотная кислота 14; аммиачная селитра 50,0;

,

глицерин 5,0 и вода до 100. Твердый инициатор горения, содержапщй 50 мас.% алюминия и 50 мас.% эквимолярной смеси натрия и оксида натрия.

В результате химического взаимодействия реагентов в обрабатываемой зоне происходит интенсивное газовыделение и повышение температуры в зоне обработки выше , что приводит к растворению асфальто-смолистых отложений и восстановлению скважины с флюидосодержапщм слоем пласта.

В результате обработки в пласте повышается давление выше атмосферного, флюид (нефть) поступает в межтрубное пространство обсадная труба 14 - труба 1, а затем наружу. В том случае, если требуется скважину закрыть на необходимое время, то ставят пакер 13 между обсадной 14 и трубой 1.

Предлагаемое устройство отличается простотой исполнения, может использоваться для увеличения продуктивности работающих скважин, для возобновления заброшенных скважин любой степени сложности и глубины, позволяет повысить безопасность работы на скважинах при использовании ГОС и инициаторов, обладаюпщх высокой энергетикой.

Конструкция предлагаемого устройства позволяет использовать любые известные ГОС и составы инициаторов, в жидком или твердом состоянии, позволяет снизить их расход, повысить эффективность обработки скважин, осуп ;ествлять обработку пласта в любой его части: в призабойной зоне, в области выше интервала перфорации и в зумпфе. .

Claims (2)

1. Устройство для термохимической обработки нефтяного пласта, содержащее спускаемую в скважину через обсадную трубу колонну насосно-компрессорных труб, обеспечивающую воздействие на обрабатываемую зону пласта путем закачки через нее в обрабатываемую зону пласта двух реагентов, разделенных в трубе между собой отсеками, в результате химической реакции между которыми происходит обильное газовыделение и повышение температуры в зоне обработки, приводящее к очистке пласта, отличающееся тем, что труба, имеющая скошенный конец, разделена по крайней мере на три горизонтальных отсека, первый из которых предназначен для заполнения его объема одним из реагентов - горючеокислительного состава, второй - для буферной жидкости, третий - для второго реагента - инициатора горения, при этом каждый из отсеков отделен друг от друга герметизирующими пробками, в верхней части третьего отсека, над герметизирующей пробкой установлен срезной штифт, а в нижней части труба содержит обратный клапан, связанный со срезным штифтом и с прилегающей к нему, герметизирующей пробкой.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит пакер, установленный между обсадной и насосно-компрессорной трубой.